Pauli Dışlama İlkesi
Hidrojen gibi tek elektronlu atomlardan çok elektronlu atomlara, sonra da atomları birleştirerek elde edilen moleküllere geçerken çok önemli bir başka kuantum mekaniksel kural daha işin içine giriyor, bu da kuantum istatistiği ve Pauli’nin ünlü dışlama ilkesi. Buna göre evrendeki tüm temel parçacıklar iki sınıfa ayrılıyorlar: Bozonlar ve fermiyonlar. Bozonların spinleri, yani özaçısal momentumları, h/2?’nin 0, 1, 2,… gibi tamsayı katları değerler taşıyor ve herhangi bir kuantum mekaniksel duruma istenildiği kadar çok aynı cinsten bozon konabiliyor.
Elektronun üyesi olduğu fermiyonlar sınıfıysa, spini h/2? ‘nin 1/2, 3/2, 5/2,… gibi yarım tek tamsayı katları olan parçacıklardan oluşuyor ve bunlardan biri bir kuantum durumuna yerleşmişse, bir başkası o durumu paylaşamıyor ve kendine başka “yer” aramak zorunda kalıyor. Burada bir kuantum durumunun enerji, yörüngesel açısal momentum ve bunun bir yöndeki bileşeni, spinin aynı yöndeki bileşeni gibi değerlerle belirlendiğini söyleyelim.
Bu arada açısal momentumun da ancak kesikli belli değerler alabildiğini belirtelim. Örneğin, atomlarda en düşük enerjili temel duruma en çok iki elektron konabiliyor, çünkü bu durumda yörüngesel açısal momentum sıfır, ve sadece +h/4? ya da -h/24? spin değerli iki durum var. Elektron tam sayı spinli bir bozon olsaydı, bu temel enerji düzeyine sınırsız sayıda elektron koyabilecektik.
Yazan: İ. Kaya